生物识别技术和应用

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1、生物特征识别技术及应用身份识别的重要性人的身份识别在现代社会变得越来越重要我们急需一种更加方便、有效、安全的身份识别技术什么是生物识别当前，生物识别技术正成为一个蓬勃发展的领域，成为信息处理及计算机工业的一个重要应用方向。生物识别技术主要是指通过可测量的身体或行为等生物特征进行身份认证的一种技术；而生物特征是指唯一的可以测量或可自动识别和验证的生理特征或行为方式。生物特征分为身体特征和行为特征两类。身体特征包括：指纹、掌型、视网膜、虹膜、人体气味、脸型、手的血管和DNA等；行为特征包括：签名、语音、行走步态等。目前部分学者将视网膜识别、虹膜识别和指纹识别等归

2、为高级生物识别技术；将掌型识别、脸型识别、语音识别和签名识别等归为次级生物识别技术；将血管纹理识别、人体气味识别、DNA识别等归为“深奥的”生物识别技术。生物识别的技术核心在于如何获取这些生物特征，并将其转换为数字信息，存储于计算机中，利用可靠的匹配算法来完成验证与识别个人身份的过程。生物识别技术与传统身份鉴定技术的对比分析传统身份鉴定技术是指基于特定持有物（如：身份证）和基于特定知识（如：密码）进行身份鉴定的一种技术。其应用如：人们通过信用卡和密码可以实现在ATM机上取款。传统方法的缺点是：特定持有物易丢失、被盗和遗忘。特定知识则存在记忆上的问题。密码太复

3、杂，容易遗忘；密码简单（如：生日、电话号码等），则容易被破译和猜测。与传统身份鉴定相比，生物识别技术具有以下特点：随身性：生物特征是人体固有的特征，与人体是唯一绑定的，具有随身性。安全性：人体特征本身就是个人身份的最好证明,满足更高的安全需求。唯一性：每个人拥有的生物特征各不相同。稳定性：生物特征如指纹、虹膜等人体特征会随时间等条件的变化而变化。广泛性：每个人都具有这种特征。方便性：生物识别技术不需记忆密码与携带使用特殊工具(如钥匙)，不会遗失。可采集性：选择的生物特征易于测量。可接受性：使用者对所选择的个人生物特征及其应用愿意接受。基于以上特点，生物识别技

4、术具有传统的身份鉴定手段无法比拟的优点。采用生物识别技术，可不必再记忆和设置密码，对重要的文件、数据和交易都可以利用它进行安全加密，有效地防止恶意盗用，使用更加方便。生物识别的起源和发展古代埃及人通过测量人体各部位尺寸进行身份鉴别；现代生物识别技术始于70年代中期；早期生物识别设备仅限于安全级别较高的场所和军事用途；目前已逐渐应用于商业领域，如出入口控制、考勤管理等。现代信息技术为其提供了非常雄厚的技术支持，当今信息技术已超越了摩尔定律，成几何级数发展，各种先进的图像处理技术、计算机技术、网络技术得到了广泛的应用，从而使得基于数字信息技术的现代生物识别系统迅

5、速发展起来。生物识别的支撑—高科技生物识别系统的处理过程所有的生物识别系统都包括如下几个处理过程：采集、特征提取、比对和匹配。生物图像采集包括了高精度的扫描仪、摄像机等光学设备，以及基于电容、电场技术的晶体传感芯片，超声波扫描设备、红外线扫描设备等。在数字信息处理方面，高性能、低价格的数字信号处理器（DSP）已开始大量的应用于民用领域，其对于系统所采集的信息进行数字化处理的功能也越来越强。在比对和匹配技术方面，各种先进的算法技术不断的开发成功，大型数据库和分布式网络技术的发展，使得生物识别系统的应用得以顺利实现。一个优秀的生物识别系统要求能实时迅速有效地完成

6、其识别过程。但不同的生物识别系统的采集方式以及计算机处理算法等都不一样。下面以较为成熟的指纹识别、面部识别为例来介绍一下生物识别系统的关键技术。指纹识别（1）指纹图像的采集光学录入技术：最成熟也是最古老的指纹录入技术，只要将手指放在一个台板（通常是用加膜的玻璃制成）上，就能完成手指图像的录入。超声波录入技术：已经存在多年，但它的应用范围始终不是十分广泛。手指在放在玻璃台板上，超声波扫描开始时会听到蜂鸣声并感觉到震动。由于使用了声波，因此，在录入图像时，手指不必直接接触台板。芯片录入技术：基于芯片的传感器，面积只有一枚邮票那么大，使用者直接将手指放在硅芯片的表

7、面来完成指纹图像的录入。（2）特征提取当通过上述三种方式得到一幅指纹图像后，需要对图像特征进行提取、分析，指纹基本特征就是如嵴、谷和终点、分叉点或分歧点。平均每个指纹都有几个独一无二可测量的特征点，每个特征点都有大约七个特征，我们的十个手指产生最少4900个独立可测量的特征点，足以确认指纹识别的可靠性。指纹纹线的3种基本模式是环型、弓形和螺旋形。弓形环形螺旋形局部特征最常见的指纹局部特征包括纹线端点、分叉点和短纹（孤立点）。局部特征和模式在指纹分析中都非常重要，由这些特征，没有两个指纹是相同的。纹线端点分叉点短纹（孤立点）（3）比对和匹配当指纹图像的特征值被

8、提取后，就可依照特征值与数据库中原来存储的指纹图像特